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過渡金屬化合物因其較高的理論比容量和良好的電化學活性而被廣泛研究。然而在電化學反應(yīng)過程中，過渡金屬化合物遭遇巨大的體積變化和遲緩的反應(yīng)動力學等問題，極大的阻礙了其在高功率/高能量二次電池中的應(yīng)用。為此，黃紹專教授團隊先后在電極材料結(jié)構(gòu)精細化設(shè)計（Energy Storage Mater., 2020, 32, 151-158；ACS Nano 2024, 18, 5672?5683）、陽離子摻雜本征結(jié)構(gòu)調(diào)控（Adv. Energy Mater., 2021, 11, 2003689；Sci. Adv., 2022, 8 (51), eadd6596；Adv. Funct. Mater. 2024, 34，2310256）及催化載體材料設(shè)計（Adv. Energy Mater., 2021, 11, 2003689; Small, 2022, 18, 2106716）等方面取得了系列研究成果。但是，金屬硫化物（TMC）在醚類電解液中呈現(xiàn)出顯著的性能增強及電池失效現(xiàn)象，至今尚未有人揭示，這嚴重阻礙了TMC的發(fā)展與應(yīng)用。

CoS2儲鈉性能增強、電池失效機制示意圖?；膶W院供圖

針對上述問題，該研究首次聚焦TMC在醚類電解液中的性能增強及電池失效現(xiàn)象，深入探索了其作用機制。以CoS2為研究對象，該工作發(fā)現(xiàn)CoS2在循環(huán)中發(fā)生CoS2→多硫化鈉（NaPSs）→Co/Cu1.8S不可逆相變，從而誘導電極重構(gòu)，形成三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，促進儲鈉性能的增強。同時，NaPSs的形成引發(fā)了穿梭效應(yīng)，造成電池微短路，成為電池失效的主因。隨后該工作通過電極電勢、理論計算系統(tǒng)探索了不同金屬硫化物的失效規(guī)律與機制。最后，該工作分別從材料層面和電池層面對電極進行修飾改性，使得電池的循環(huán)性能大幅增強（>1000圈）。該研究揭示了TMC基負極材料的電化學儲鈉性能增強和失效機制，為先進TMC基材料的設(shè)計和優(yōu)化提供了重要指導。

黃紹專教授是湖北省高層次人才。長期從事高性能鋰離子電池、鈉離子電池、鋰硫電池等關(guān)鍵電極材料的設(shè)計、合成及儲能機制研究。目前以第一作者/通訊作者在Chem. Soc. Rev., Sci. Adv., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater. ACS Nano, Nano Energy等重要期刊共發(fā)表SCI學術(shù)論文40余篇。文章引用8000余次，H指數(shù)53。